文档介绍：目录
1 绪论 1
无线网络的介绍 1
国内外研究现状 1
课题研究的背景和意义 3
课题的基本原理 4
本文的主要工作和论文的安排 5
2 短距离无线数据传输系统设计 7
系统分析 7
关键设备 7
射频收发芯片nRF2401 7
单片机AT89C51RB2 13
电源部分 21
本章小结 22
3 基于nRF2401的短距离无线通信系统硬件设计 23
射频电路设计 23
单片机控制部分的设计 24
单片机AT89C51RB2和nRF2401的接口电路 25
SPI接口介绍 25
操作模式 27
波特率的设置 28
错误控制 29
寄存器 30
nRF2401的SPI口实现 32
单片机AT89C51RB2和计算机的接口电路 33
系统电源部分的设计 35
本章小结 36
4 基于nRF2401的无线收发模块的软件设计 37
总体设计 37
各模块设计 39
本章小结 41
结论 42
附录 43
参考文献 44
致谢 45
1 绪论
无线网络的介绍
所谓无线网络,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。
目前无线移动网络有两种:第一种是基于基础设施的网络,如无线局域网。第二种为无基础设施的网络称之为无线自组织网即所谓的Ad Hoc网络。而我们课题设计与研究的就是后者Ad Hoc网络。
Ad Hoc源于拉丁语,意思是“for this”,即“专用的、特定的”。Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳临时性自治系统,移动终端具有路由功能,可以通过无线连接构成任意的网络拓扑,这种网络可以独立工作,或蜂窝无线网络连接[1]。
国内外研究现状
Ad Hoc网络当前的研究成果主要集中在欧美,卡内基梅隆大学的MONARCH(working Architectures)项目组建立了移动Ad Hoc网络的测试平台,现在该项目在Rice大学研究,主要开发自适应无线网络协议和协议接口。
欧洲考虑将移动Ad Hoc网络作为中继,从而可以扩大第二代及第三代移动通信系统的覆盖范围和提高在网络发生故障时系统的鲁棒性,目前己经建立了A-GSM(Ad Hoc GSM)的试验系统。
工程任务组(IETF, Engineering Task Force)也成立了一个移动Ad Hoc网络工作组,目标是针对Ad Hoc这种无线多跳网络开发一种基于IP协议的路由机制,使得IP协议扩展到这种自组织的、快速移动的无线网络。
IETF也将Ad (Mobile Ad works),并公布了一系列的有关Ad Hoc路由的草案,和Ad Hoc网络这两个词表达的意思相同。
90年代以来,移动Ad Hoc网络的研究在世界范围内方兴未艾,已经从无线通信领域中的一个小分支逐渐扩大到相对较独立的领域。目前,无论在国际上,还是在区域上(欧洲和亚洲等地区),周期性的Ad Hoc网络学术会议日益增多。总结国内外研究现状,Ad Hoc网络成果主要在以下几个方面
[2]:
(1)提出新的路由协议。Ad Hoc路由面临的主要挑战是:传统的保存在结点中的分布式路由数据库如何适应网络拓扑的动态变化。新协议一般以广播或组播方式建立网络路由,核心是减少广播风暴。目前,一般普遍得到认可的代表性成果有DSDV、WRP、AODV、DSR、TORA和ZRP等。源头性的创新性研究主要集中在2001年以前,后续的成果多为这些协议的改进,目前,路由协议的研究仍然是Ad Hoc网络成果最集中的部分。不过,从实现的难度来看,这些协议离适用性还有一定的距离。
(2)提出基于Ad Hoc网络的媒体接入控制(MAC)协议。主要是解决隐藏终端和暴露终端问题,影响比较大的有MACA协议,即RTS/CTS/ACK方案,控制信道和数据信道分裂的双信道方案和基于定向天线的MAC协议,以及一些改进类的MAC协议。有一些研究则是侧重于将IEEE Hoc网络中。基于定向天线的MAC协议在理论上性能较为优越,但在技术上实现的难度较大。
(3)Ad Hoc网络与蜂窝网的互连互通。文研究并提出了一种iCAR( Cellular and Ad hoc Realy)系统,提供